【算法实验三】（BFS-分支限界）【独轮车】

最新推荐文章于 2024-04-05 21:33:10 发布

杳杳_柒

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分类专栏：算法设计

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本文介绍了一款基于迷宫的算法挑战游戏——独轮车。玩家需要控制一个拥有五彩轮子的独轮车，通过调整方向和颜色，使其在限定时间内从起点到达终点。游戏地图为20*20的迷宫，独轮车每走一格或转向，轮子颜色会按红、黄、蓝、白、绿的顺序变化。玩家的任务是在给定的起点、终点和目标颜色下，找到最快路径。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1044.独轮车

时限：1000ms 内存限制：10000K 总时限：3000ms

描述

独轮车的轮子上有红、黄、蓝、白、绿（依顺时针序）5种颜色，在一个如下图所示的20*20的迷宫内每走一个格子，轮子上的颜色变化一次。独轮车只能向前推或在原地转向。每走一格或原地转向90度均消耗一个单位时间。现给定一个起点（S）和一个终点（T），求独轮车以轮子上的指定颜色到达终点所需的最短时间。

输入

本题包含一个测例。测例中分别用一个大写字母表示方向和轮子的颜色，其对应关系为：E-东、S-南、W-西、N-北；R-红、Y-黄、B-蓝、W-白、G-绿。在测试数据的第一行有以空格分隔的两个整数和两个大写字母，分别表示起点的坐标S（x,y）、轮子的颜色和开始的方向，第二行有以空格分隔的两个整数和一个大写字母，表示终点的坐标T（x,y）和到达终点时轮子的颜色，从第三行开始的20行每行内包含20个字符，表示迷宫的状态。其中'X'表示建筑物，'.'表示路.

输出

在单独的一行内输出一个整数，即满足题目要求的最短时间。

输入样例

3 4 R N
15 17 Y
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
X.X...XXXXXX......XX
X.X.X.....X..XXXX..X
X.XXXXXXX.XXXXXXXX.X
X.X.XX....X........X
X...XXXXX.X.XX.X.XXX
X.X.XX....X.X..X.X.X
X.X.X..XX...XXXX.XXX
X.X.XX.XX.X....X.X.X
X.X....XX.X.XX.X.X.X
X.X.X.XXXXX.XX.X.XXX
X.X.X.XXXXX....X...X
X.X.......X.XX...X.X
X.XXX.XXX.X.XXXXXXXX
X.....XX.......X...X
XXXXX....X.XXXXXXX.X
X..XXXXXXX.XXX.XXX.X
X.XX...........X...X
X..X.XXXX.XXXX...XXX
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

输出样例

提示

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;

/******intput******/
int sx,sy;
char sc,sd;
int tx,ty;
char tc;
char map[20][20];
int used[20][20][5][4];
int step[20][20][5][4];
/******************/
struct state
{
	int x,y;
	int color;//0-R-红，1-Y-黄，2-B-蓝，3-W-白，4-G-绿
	int dir;//0-E-东，1-S-南，2-W-西，3-N-北
};
int walk[4][2]=
{
    0, +1,  //0-E-东
    +1, 0,  //1-S-南
    0, -1,  //2-W-西
    -1, 0   //3-N-北
};
state start,target;
queue<state> q;
/*****************/
int bfs();
void init();
int dirInt(char d);
int colorInt(char c);
int cango(state next);
int istarget(state next);
state move(state now,int i);
/****************/

void init()
{
	cin>>sx>>sy;
	cin>>sc>>sd;
	cin>>tx>>ty;
	cin>>tc;
	for(int i=0;i<20;i++)
		for(int j=0;j<20;j++)		
			cin>>map[i][j];
	start.x=sx-1;
	start.y=sy-1;
	start.color=colorInt(sc);
	//cout<<start.color<<endl;
	start.dir=dirInt(sd);
	//cout<<start.dir<<endl;
	used[start.x][start.y][start.color][start.dir]=1;
	q.push(start);
	target.x=tx-1;
	target.y=ty-1;
	target.color=colorInt(tc);
}

int colorInt(char c)
{    
	switch(c)    
	{              
		case'R':return 0;        
		case'Y':return 1;        
		case'B':return 2;        
		case'W':return 3;        
		case'G':return 4;    
	}    
	return -1;
} 

int dirInt(char d)
{    
	switch(d)    
	{     
		case'E':return 0;        
		case'S':return 1;        
		case'W':return 2;        
		case'N':return 3;    
	}    
	return -1;
} 


int bfs()
{
	state now,next;
	while(!q.empty())
	{
		now=q.front();
		q.pop();
		for(int i=0;i<3;i++)
		{
			next=move(now,i);
			if(cango(next))
			{
				used[next.x][next.y][next.color][next.dir]=1;
				step[next.x][next.y][next.color][next.dir]=
				 	step[now.x][now.y][now.color][now.dir]+1;
				if(istarget(next))
					return step[next.x][next.y][next.color][next.dir];
				else
					q.push(next);	
			} 
		}
	}
	return -1;
}

state move(state now,int i)
{
	state next;
	if(i==0)
	{
		next.x=now.x+walk[now.dir][0];
		next.y=now.y+walk[now.dir][1];
	    next.color=(now.color+1)%5;
	    next.dir=now.dir;
	}
	else
	{
		next.x=now.x;
		next.y=now.y;
		next.color=now.color;
		if(i==1)
			next.dir=(now.dir+3)%4;
		else
			next.dir=(now.dir+1)%4;
	}
	return next;
}

int cango(state next)
{
	if(next.x>=0 && next.x<20 && next.y>=0 && next.y<20)
	{
		if(map[next.x][next.y]!='X')
		{
			if(!used[next.x][next.y][next.color][next.dir])
				return 1;
		}
	}
	return 0;
}

int istarget(state next)
{
	if(next.x==target.x && next.y==target.y && next.color==target.color)
		return 1;
	else
		return 0; 
}

int main()
{
	init();
	cout<<bfs()<<endl;
	return 0;
}